天然气催化燃烧炉窑节能特性及其应用的研究

发布时间：2020-06-21 14:16

【摘要】：当今社会,能源消耗严重,造成能源危机的同时,环境污染也越来越严重,低碳环保的能源利用方式成为目前重要的研究理念。本课题利用催化燃烧技术,将其和炉窑相结合,研发出天然气催化燃烧V型炉窑,并对其进行了一系列研究,得到了天然气催化燃烧炉窑的特性。具体的研究内容如下:首先研究了天然气催化燃烧炉窑的应用领域,本课题主要将天然气催化燃烧炉窑应用到建筑琉璃制品的烧制中。调研了北京门头沟琉璃基地,初步掌握烧制琉璃工艺流程,之后经过多次天然气催化燃烧炉窑烧制琉璃制品的探索,总结出催化燃烧炉窑烧制琉璃最佳工艺流程。烧制时,对温度要严格把握,尤其是琉璃釉的融化阶段,严格控制升温速率;分析了炉窑内部的传热方式,以辐射换热为主,且换热量较大;测定了排放烟气中甲烷和污染物的浓度,浓度较低,说明天然气催化燃烧炉窑对燃料的利用率较高且环保;将天然气催化燃烧炉窑和其他炉窑进行琉璃烧制时间和耗气量的对比,发现催化燃烧炉窑烧制琉璃制品耗时短,耗气量少;最后,经过天然气催化燃烧炉窑烧制出的琉璃制品外观光滑透亮,颜色饱满大方,具有较强的艺术感。针对建筑对琉璃材料性能的需求,对烧制的建筑琉璃主要性能作了测定。分别取在同样烧制工艺流程下天然气催化燃烧炉窑和电炉窑烧制的琉璃制品试样若干,在同样条件下测定了吸水率、抗冻性和热稳定性。结果发现,天然气催化燃烧炉窑烧制的琉璃制品比电炉烧制的琉璃制品吸水率低,吸水率较低的建筑琉璃能适应不同的天气,说明天然气催化燃烧炉窑烧制的建筑琉璃对气候的适应性更强;经过抗冻试验后发现,电炉烧制的琉璃制品出现了不同程度的釉面脱落现象,而天然气催化燃烧炉窑烧制的琉璃制品完好无损,且经过热稳定性试验后也完好,说明天然气催化燃烧炉窑烧制的琉璃制品主要性能满足国家标准要求;之后实地考察了天然气催化燃烧炉窑烧制的琉璃制品,将其放置在室外环境中,到目前为止,外观完好无损。因此,经过对催化燃烧炉窑烧制的琉璃制品性能的测定,总结得到:天然气催化燃烧炉窑烧制的建筑琉璃制品性能检测符合国家标准,且满足实地使用要求。目前社会对建筑琉璃制品的需求量日益增加,但当今市场琉璃烧制炉窑大部分耗能大,污染重,因不满足当今环保要求正面临当地环保部门叫停的窘境,而天然气催化燃烧炉窑烧制琉璃装饰性和实用性均满足要求,且耗时短,耗气量少,排放污染物浓度低,是一种节能环保高效的炉窑,因此将其应用到建筑工程中具有一定的可行性。随着国家对节能减排政策的大力倡导,以及天然气催化燃烧炉窑节能环保的特性,相信天然气催化燃烧炉窑一定会在炉窑行业中发挥出自己的优势,贡献出自己的力量。
【学位授予单位】：北京建筑大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TQ174.65
【图文】：

单相反应,异相,能量变化,反应物

第 2 章现代催化燃烧技术介绍原理剂参与的气相—固相无焰燃烧反应，其燃烧能动，有机物能催化剂的表面发生完全氧化反应为是催化燃烧技术机理的核心，不仅涉及到。首先反应物分子到达气流的层流边界层，之达催化剂外表面后，再通过催化剂多孔介质扩学吸附并活化；之后在催化剂的表面进行化学离开扩散迁移到外部空间。因此总的来说，催气体燃料在反应中的形态改变，来降低反应路径。

曲线,热力学平衡,转化率,曲线

图 2-2 温度与转化率之间的关系及热力学平衡曲线 of temperature and conversion rate , the curve of thermo化率之间的关系及热力学平衡曲线，可以看出域，随着催化剂温度的升高，反应速率加快；相较之前变缓；之后温度继续增高，达到了催一阶段明显提高，气相燃烧开始。而整个过程影响，它将不同程度的影响化学反应的速率，的温度下稳定的燃烧。表 2-1 为几种可燃气体表 2-1 起燃温度与热力着火温度对比Comparison of ignition temperature and thermal ignition t体催化起燃温度/K单相热力着室温 673353~373 878643~653 813463~483 723

【参考文献】